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QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N° 17, MAIO 2003Corantes naturais como indicadores de pH

Recebido em 21/9/01, aceito em 10/12/02

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RELATOS DE SALA DE AULA

A seção “Relatos de sala de aula” socializa experiências e construções vivenciadas nas aulas de Química ou a elasrelacionadas. Neste número a seção apresenta dois artigos.

T.odo profissional ligado ao ensinode Química conhece as difi-culdades de conciliar os concei-

tos químicos expostos nas abor-dagens em sala de aula com a vivênciacotidiana do aluno. Nem sempre seconsegue fazer essa ligação, princi-palmente diante da atual realidade daeducação no Bra-sil, onde a maioriadas escolas, emespecial as pú-blicas, não possuilaboratórios e ma-teriais didáticosadequados paraque o professorpossa desenvol-ver conceitos apartir da observa-ção de fatos expe-rimentais. Alémdisso, há uma ampla carência depropostas e de práticas adequadaspara tal ensino. Em muitos casos, esseproblema também é agravado pelafalta de incentivo, oportunidade e, atémesmo, tempo para o professor mon-

tar e aplicar aulas experimentais oucom um conteúdo mais elaborado.

A abordagem da Química, emboraàs vezes “maquiada” com uma apa-rência de modernidade, continua coma mesma essência, pois a informaçãopriorizada costuma ser totalmente“desligada” da realidade vivida pelos

alunos.Esta preocupação

ficou demonstrada nosParâmetros CurricularesNacionais (MEC, 1999),ao constatar-se que o en-sino de Química está re-duzido à transmissão deinformações, definições eleis isoladas, sem qual-quer relação com a vidado aluno, exigindo destequase sempre a pura me-morização. Além disso, os

professores procuram enfatizar muitostipos de classificações – como tiposde reações, ácidos, soluções, que, naforma como são trabalhados, nãorepresentam aprendizagens signi-ficativas. Reduziu-se o conhecimento

químico a fórmulas matemáticas e àaplicação de “regrinhas”, que devemser exaustivamente treinadas, o queprioriza aprendizados mecânicos nãodirigidos ao entendimento de deter-minada situação-problema.

Sem dúvida, uma situação idealpara o ensino da Química seria o de-senvolvimento dos conceitos a partirda observação e participação dosalunos em aulas experimentais, permi-tindo que eles compreendam as trans-formações químicas que ocorrem nomundo físico de forma abrangente eintegrada e, assim, possam ser capa-zes de julgar com fundamentos asinformações advindas da tradição cul-tural, da mídia e da própria escola ede tomar decisões autônoma e res-ponsavelmente, enquanto indivíduos ecidadãos. Essa abordagem possibilitaao aluno a compreensão tanto dosprocessos químicos em si, quanto aconstrução de um conhecimento cien-tífico em estreita relação com suasaplicações tecnológicas e implicaçõesambientais, sociais, políticas e econô-micas.

O presente trabalho refere-se aodesenvolvimento de atividades expe-rimentais em aulas, por meio das quais

Marcelo Vizeu Dias, Pedro Ivo C. Guimarães e Fábio Merçon

A aprendizagem em torno do cotidiano, através de aulas experimentais com materiais de fácil obtenção e uso comum, demonstrou-se uma boa alternativa para estimular os alunos para o ensino de Química nos níveis médio e fundamental. Neste trabalho,desenvolveu-se um conjunto de experimentos baseados nas cores de substâncias presentes em alguns legumes e obtidas atravésda técnica de extração por solventes. Esta atividade foi aplicada em turma de 2ª série do Ensino Médio e possibilitou a abordagemde conceitos químicos relacionados com a característica polar e apolar de substâncias, solubilidade, funções orgânicas, métodosde separação de misturas, equilíbrio ácido-base e indicadores de pH.

ensino de Química, extração por solventes, pigmentos naturais

Uma situação ideal para oensino da Química seria o

desenvolvimento dosconceitos a partir da

observação e participaçãodos alunos em aulas

experimentais, permitindoque eles compreendam astransformações químicasque ocorrem no mundo

físico de forma abrangentee integrada

E tE tEExtraExtraçãçãçãçã E I di d d HE I di d d Hdo e Emprego como Indicadores de pgo e Emprego como Indicadores de pH

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se procurou relacionar conteúdos deQuímica com o tema obtenção decorantes naturais e seu emprego comoindicadores de pH.

O uso de corantes como objeto deestudo justificou-se pelo fato da cor seruma propriedade marcante dessaclasse de substâncias. Todos possuí-mos cores preferidas que se refletemnas roupas e nos objetos mais varia-dos que adquirimos. Dessa forma, acor é um tema que motiva os alunos aaprender Química.

A relação entre as substâncias quí-micas e suas cores para o ensino dealguns aspectos do conteúdo de Quí-mica é um tema que vem sendo explo-rado por outros autores da área deensino de Química em nosso país. Aproposta do GEPEQ (1995) inclui umestudo do uso do extrato de repolhoroxo como indicador de pH, elabo-rando uma escala de cores e testandoo pH de materiais de uso doméstico.Lima et al. (1995) utilizaram o extratode repolho roxo para demonstrar oefeito tampão de comprimidos efer-vescentes. Cavalheiro et al. (1998)apresentaram o uso de pigmentosextraídos de flores no ensino deQuímica. Já Gouveia-Matos (1999)realizou um estudo que trata da mu-dança das cores de extratos de florese do repolho roxo. Soares et al. (2001)destacaram a aplicação de extratosbrutos de flores e casca de feijão pretoem aulas experimentais de volumetriaácido-base. Recentemente, Terci eRossi (2002) relataram as escalas decores para diferentes pHs dos extratosde amora, jabuticaba, jambolão e uva.

O trabalho desenvolvido não sóobjetivou a aplicação de uma metodo-logia alternativa para oensino de Química,como também contri-buir na formação inicialdo professor de Quími-ca, através da partici-pação de um aluno delicenciatura em Química (UERJ) nopreparo e realização da aula experi-mental.

Atividades desenvolvidasNo presente trabalho, foram desen-

volvidas atividades práticas, nas quaispigmentos vegetais foram extraídos e,

posteriormente, testados como indica-dores de pH. Este conjunto de ativida-des foi aplicado em uma aula experi-mental para alunos da 2ª série doEnsino Médio do Instituto de AplicaçãoFernando Rodrigues da Silveira, daUERJ. A aula proporcionou a aborda-gem dos seguintes conteúdos da Quí-mica: característica polar e apolar desubstâncias, solubilidade, funções or-gânicas, métodos de separação demisturas, equilíbrio ácido-base eindicadores de pH.

Na elaboração das atividades,buscou-se englobar os conceitosquímicos de forma clara, objetiva emotivadora para os alunos. No desen-volvimento da parte prática, fez-seopção pelo emprego de materiais ereagentes de baixo custo, fácilaquisição e presentes no cotidiano doaluno.

Foram utilizados os seguintesmateriais: beterraba, cenoura, pimen-tão verde, pimentão vermelho, pimen-tão amarelo, água, álcool comercial(etanol), acetona, dicloroetano, solu-ção aquosa de HCl 5% (v/v), soluçãoaquosa de NaOH 5% (m/v), béqueresde 250 mL, funil analítico, papel de fil-tro, tubos de ensaio, bastão de vidro,balança analítica e liquidificador.

A experiência foi desenvolvida emum laboratório que dispunha de vidra-ria, reagentes e equipamentos especí-ficos. Porém, este material pode sersubstituído, em especial nas escolas,por utensílios mais simples. Os béque-res podem ser substituídos por coposde vidro e a balança analítica por umabalança de cozinha. No lugar de papelde filtro, pode ser empregado filtro depapel para café e, em vez de tubos de

ensaio, podem serusados frascos deremédio transparen-tes e incolores.

Por sua vez, assoluções de ácidoclorídrico e de hi-

dróxido de sódio podem ser substituí-das por de substâncias de uso co-mum, como ácido muriático ou sodacáustica. Da mesma forma, podem serempregados solventes comerciais,vendidos em farmácias e, em vez dodicloroetano, pode-se usar um solven-te comercial com característica apo-

lar, como a benzina.A atividade desenvolvida consistiu,

para cada tipo de legume usado, emdois grupos de experimentos: extraçãodo pigmento e emprego deste comoindicador de pH.

Na extração dos pigmentos, cor-tou-se o legume em pequenos peda-ços e pesou-se aproximadamente25 g, que foram triturados em um liqui-dificador. Transferiu-se o material paraum béquer e, em seguida, adicionou-se aproximadamente 50 mL do solven-te. Agitou-se a mistura e aguardou-se15 minutos para a extração dos co-rantes. A seguir, filtrou-se a misturacom papel de filtro no funil. Este proce-dimento foi repetido para cada legume(beterraba, cenoura e os pimentõesverde, vermelho e amarelo) nos dife-rentes solventes (água, etanol, ace-tona e dicloroetano).

Para o teste como indicador de pH,cerca de 5 mL do extrato obtido (filtra-do) foram transferidos para 3 tubos deensaio. Procedeu-se a adição de 1 mLda solução aquosa de HCl no primeirotubo de ensaio. No segundo tubo deensaio adicionou-se 1 mL da soluçãoaquosa de NaOH. No terceiro tubo deensaio, para facilitar a comparação,não se adicionou reagente.

Extração de corantes naturaisAs cores obtidas nas extrações dos

corantes dos diversos legumes, comos diferentes solventes, encontram-sena Tabela 1. Com exceção da beter-raba, verificou-se que tanto os solven-tes com característica polar (água, ál-cool e acetona), quanto o apolar (diclo-roetano) extraíram pigmentos presen-tes nos legumes. Observando as di-ferentes colorações obtidas para ummesmo vegetal nos diferentes solven-tes, pode-se constatar e discutir emsala de aula a presença de mais deum cromóforo nos legumes estudados,e que estes são extraídos pela afini-dade polar, ou apolar, com o solvente.Isto fica bem evidenciado na extraçãocom o pimentão verde, pois o solventeapolar dicloroetano extraiu um coranteamarelo, e os demais solventes polaresextraíram corantes verdes.

Os resultados obtidos para a beter-raba evidenciaram a presença de umpigmento vermelho com característica

O uso de corantes comoobjeto de estudo justificou-se pelo fato da cor ser uma

propriedade marcantedessa classe de substâncias

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polar, pois não se verificou a extraçãodeste com o dicloroetano. SegundoAraújo (1995), este vegetal apresentavários pigmentos pertencentes à clas-se das betalaínas. Destes, a substân-cia betanina é o principal agente cro-móforo, correspondendo a entre 75%e 95% dos pigmentos.

Por sua vez, o corante do pimentãovermelho consiste de uma misturacomplexa, contendo em torno de 50diferentes pigmentos. Seus principaiscromóforos são capsantina e capso-rubina (pigmentos vermelhos) e beta-caroteno (pigmento amarelo) (Araújo,1995).

Assim como para o pimentão ver-melho, constatou-se a presença dobetacaroteno como pigmento apolarpresente na cenoura e nos pimentõesamarelos e verdes. Este composto,representado na Figura 1, correspon-de ao precursor da vitamina A (Morri-son e Boyd, 1983).

Na Figura 2 são apresentadas ascores dos corantes extraídos em águapara a cenoura, a beterraba e o pimen-tão verde. Por sua vez, na Figura 3 sãoapresentadas as cores dos extratos debeterraba, obtidos com dicloroetano,acetona, álcool e água, respectiva-mente.

Comportamento dos corantes emfunção do pH

Buscando dar continuidade ao es-tudo das cores das substâncias, nestaetapa avaliou-se a possibilidade doemprego dos extratos obtidos comoindicadores de pH. Desta forma, todosos extratos obtidos para os diferenteslegumes e solventes foram testadosnesse sentido.

Para a cenoura e os diversos pi-mentões, observou-se que a adição doácido ou da base não acarretou alte-rações perceptíveis nas coloraçõesdos extratos. Uma provável explicação

para este comporta-mento está na estabi-lidade do betacaro-teno em relação a mu-danças de pH (Araú-jo, 1995).

Por sua vez, os ex-tratos obtidos da be-terraba apresentaramdiferentes coloraçõesquando em meio áci-do ou básico. Na Ta-bela 2 são apresen-tadas as cores obti-das para cada solven-te. Destes, o extratoque proporcionou amelhor distinção dascores foi o em que seempregou o álcoolcomo solvente. Na Fi-gura 4, são apresen-tadas as coloraçõesobtidas. Inicialmente,em meio neutro, o ex-trato apresentou colo-ração vermelha. Emmeio ácido, este ex-trato apresentou umacoloração vinho-es-cura e, em meio bási-co, o sistema apre-sentou uma colora-ção amarela.

O comportamento observadopara a beterraba é justificado pelaisomerização da betanina em funçãodo pH do meio. Conforme é possível

Tabela 1: Colorações obtidas nas extrações dos legumes com os diferentes solventes.

Legume Solvente

Água Álcool Acetona Dicloroetano

Beterraba vermelha vermelha vermelha –Cenoura laranja escura amarela amarela laranja claraPimentão verde verde verde clara verde amarelaPimentão amarelo amarela amarela amarela amarelaPimentão vermelho laranja laranja laranja laranja

Figura 1: Fórmula estrutural do betacaroteno.

Figura 2: Coloração dos extratos obtidos com água para (a)cenoura, (b) beterraba e (c) pimentão verde.

Figura 3: Coloração do extrato de beterraba nos diferentessolventes: (a) dicloroetano, (b) acetona, (c) álcool e (d) água.

observar no esquema da Figura 5,em pH ácido, a betanina converte-se em isobetanina, e, em meio alca-lino, a betanina é hidrolisada, produ-zindo ciclodopa-5-o-glicosídio eácido betâmico.

Considerações sobre a aulaexperimental

Durante a aplicação dos experi-mentos em uma aula prática, inicial-mente procurou-se discutir a questãodas cores das substâncias e a possívelrelação com suas estruturas

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Tabela 2: Coloração do corante da beterraba em função do solvente utilizado na extraçãoe do pH.

Solvente Meio

Ácido Neutro Básico

Água cor de vinho claro vermelha castanha claraÁlcool cor de vinho escuro vermelha amarela

Acetona cor de vinho vermelha amarela

Figura 4: Coloraçõesdo extrato de beterra-ba em álcool nosmeios: (a) ácido,(b) neutro e (c) básico.

Figura 5: Conversões da betanina em função do pH do meio e/ou aquecimento (Araújo,1995).

químicas. A seguir, foi feita umabreve explanação sobre o procedi-mento experimental e as normas desegurança, pois coube aos própriosalunos montar o aparato experimen-tal e realizar a prática. Esta atividadedemonstrou-se simples, segura, debaixo custo e adequada ao tempo deduração de uma aula de Química noEnsino Médio (100 min).

O emprego da cor das substân-cias como tema motivador propor-cionou uma boa participação dosalunos durante a aula, os quais de-monstraram grande interesse e curio-sidade.

A participação do aluno-mestre(licenciando em Química) na ela-boração e aplicação da aula foi degrande importância para o êxito dametodologia usada, além de propor-cionar uma vivência prática de salade aula e contribuir para sua forma-ção como educador. A metodologiaadotada também possibilita aos jo-vens professores uma outra concep-ção de ensino, diferente da tradicio-nal, proporcionando a formação deuma nova geração de educadoresem Química.

ConclusõesA aula prática utilizando como tema

os corantes naturais mostrou-se efici-ente no seu objetivo de despertar o in-teresse do aluno do Ensino Médio pelaQuímica. A atividade proporcionou aabordagem e discussão de conteúdosda Química, bem como sua relaçãocom aspectos da vida cotidiana dosalunos. Desta forma, alcançou-se umagrande participação dos alunos, de-corrente de sua maior motivação einteresse.

Marcelo Vizeu Dias é aluno do curso de licenciaturaem Química da Universidade do Estado do Rio deJaneiro (UERJ). Pedro Ivo C. Guimarães (canesso@uerj.br), químico industrial pela Universidade Fede-ral Fluminense, licenciado em Química pela UERJ edoutor em Ciência e Tecnologia de Polímeros pelaUniversidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), édocente do Instituto de Química da UERJ (IQ-UERJ).Fábio Merçon (mercon@cruiser.com.br), licenciadoem Química e engenheiro químico pela UERJ, doutorem Ciências (Engenharia Química) pela UFRJ, é do-cente do Instituto de Aplicação Fernando Rodriguesda Silveira (UERJ) e do IQ-UERJ.

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Abstract: Natural Dyes: Extraction and Usage as pH Indicators – The learning centered on the everyday, through experimental classes with materials easily obtained and of common use, demonstratedto be a good alternative to stimulate students for the learning of chemistry at the secondary level. In this paper, a set of experiments based on the colors of substances present in some vegetables, obtainedthrough the solvent extraction technique, has been developed. This activity was applied in a second-year high-school class and allowed the approach of chemical concepts related to the polar and non-polar characteristic of substances, solubility, organic functions, methods for the separation of mixtures, acid-base equilibrium and pH indicators.Keywords: chemistry teaching, solvent extraction, natural pigments

Corantes naturais como indicadores de pH

Eventos

Referências bibliográficasARAÚJO, J.M.A. Química de ali-

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GOUVEIA-MATOS, J.A.M. Mudan-ças nas cores dos extratos de florese do repolho roxo. Química Nova naEscola, n. 10, p. 6-10, 1999.

LIMA, V.A. de; BATTAGGIA, M.;GUARACHO, A. e INFANTE, A.Demonstração do efeito tampão decomprimidos efervescentes comextrato de repolho roxo. Química Novana Escola, n. 1, p. 33-34, 1995.

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TERCI, D.B.L. e ROSSI, A.V. Indi-cadores naturais de pH: usar papelou solução? Química Nova, v. 25, p.684-688, 2002.

Para saber maisCAVALHEIRO, E.T.G.; LUPETTI, K.

O.; RAMOS, L.A. e FATIBELLO-FI-LHO, O. Utilização do extrato bruto defrutos de Solanum nigrum L. no ensi-no de Química. Eclética Química, v.25, p. 229, 2000. Disponível na Inter-net: www.scielo.br.

BOBBIO, P.A. e BOBBIO, F.O. Quí-mica do processamento de alimentos.3ª ed. São Paulo: Livraria Varela, 2001.

A Universidade Federal Fluminense(UFF), a Universidade Federal do Riode Janeiro (UFRJ) e a Universidade doEstado do Rio de Janeiro (UERJ) estãoorganizando a VI Escola de Verão paraProfessores de Prática de Ensino deBiologia, Física e Química, a serrealizada no período entre 03 e 06 denovembro de 2003, na Faculdade deEducação da Universidade FederalFluminense, Niterói, Rio de Janeiro.

O evento tem como objetivo promo-ver o intercâmbio entre pesquisadorese professores que atuam nas diversasPráticas de Ensino, socializando resul-tados de pesquisas e aprofundandoreflexões teóricas na área. Além disso,busca contribuir para a melhoria doscursos de licenciatura, divulgandoexperiências docentes realizadas nas

Práticas de Ensino e fornecendo subsí-dios teórico-práticos para a formulaçãode políticas e ações para a formaçãodos professores de Biologia, Física eQuímica.

O tema central da VI Escola de Ve-rão será “Prática de Ensino: memóriasem tempos de mudanças”, com os se-guintes eixos temáticos: formação deprofessores; práticas de ensino; estra-tégias didáticas; inovações curricula-res. Os participantes poderão subme-ter trabalhos sob a forma de comuni-cação oral ou painel.

Maiores informações com a coor-denadora do evento, Profa. SandraEscovedo Selles:

Por correio

Faculdade de Educação da Uni-versidade Federal Fluminense

Programa de Pós-Graduação emEducação

Campus do Gragoatá – Bloco D –sala 512

24210-200 Niterói – RJ

Por correio eletrônico

Entre em contato com a organi-zação do evento via o endereçoseselles@ar.microlink.com.br.

VI Encontro de Educação em Químicada Bahia

O VI EDUQUI (10-12/9/03), cujotema é “Ações e reações no ensino deQuímica”, tem como objetivo promovera reflexão e a discussão de mudançasnas atuais concepções e práticas nocampo da Educação Química, numprocesso de troca de experiências en-tre professores, estudantes de licencia-tura em Química, pesquisadores e acomunidade local, estimulando a pes-quisa e a produção do conhecimentono campo da Educação Química.

O VI EDUQUI acontecerá naUniversidade Estadual de Santa Cruze a programação será constituída depalestras, mesas temáticas, mini-cursos, sessões de comunicação orale relatos de sala de aula.

As inscrições para apresentação detrabalhos (painéis e comunicação oral)e relatos de sala de aula poderão serentregues até o dia 11 de julho de 2003.

Maiores informações:Profa. Alcione Torres Ribeiro,

Universidade Estadual de Santa Cruz,Departamento de Ciências Exatas eTecnológicas, Campus Prof. SoaneNazaré de Andrade, Salobrinho, 45650-000 Ilhéus - BA, fone: (73) 680-5106,alcione@uesc.br.